4.Python容器类型-1

4. 容器类型 - 1

4.1 字符串介绍

定义

如下定义的变量a，存储的是数字类型的值

a = 100

如下定义的变量b，存储的是字符串类型的值

1
2
3

b = "www.dgut.edu.cn"
# 或者
b = 'www.dgut.edu.cn'

小总结：

双引号或者单引号中的数据，就是字符串

下标

下标：就是标记空间的一个数字

有些文档叫法为“索引”，或是下标。

如果有字符串：name = 'abcdef'，在内存中的实际存储如下：

下标为正数

第0个空间	第1个空间	第2个空间	第3个空间	第4个空间	第5个空间
a	b	c	d	e	f

下标为负数

第 -6 个空间	第 -5 个空间	第 -4 个空间	第 -3 个空间	第 -2 个空间	第 -1 个空间
a	b	c	d	e	f

特点：

每个字符单独存储，各占一个存储空间
为了方便标记处哪个空间存放的是哪个字符，Python使用了”下标”
如果从左侧开始编号，那么下标从 0 开始
如果从右侧开始编号，那么下标从-1开始
如果字符串只有3个字符例如”abc”，那么能用的下标为0、1、2不能使用超过2以上的，这种情况就是”越界”。很危险会导致程序崩溃

下标的使用

name = 'abcdef'

print(name[0])
print(name[1])
print(name[2])

运行结果：

1
2
3

a
b
c

4.2 字符串切片

什么是切片

较为官方的说法：切片是指对操作的对象截取其中一部分的操作

通俗来说：一种能够从数据中取到一部分数据的方式

例如：

有一个字符串"abcdef"，我们可以通过切片取到"cde"

切片不仅可以在字符串中应用，还可以对列表、元组等进行操作，简言之“切片”功能很重要。

本节课我们以字符串为例讲解“切片”

使用方式

语法

1	[起始:结束:步长]

注意：

选取的区间从”起始”位开始，到”结束”位的前一位结束（不包含结束位本身)，步长表示选取间隔
默认“步长”为1，即取完一个下标的数据之后，第二个下标的是在刚刚下标基础上+1
步长为正数，表示从左向右取数据
步长为负数，表示从右向左取数据

示例代码

示例一：

1 2	name = 'abcdef' print(name[0:3]) # 取下标为0、1、2的字符，注意取不到下标为3的空间

运行结果：

abc

示例二：

name = 'abcdef'
print(name[:3])  # 取下标为0、1、2的字符，注意取不到下标为3的空间

'''
如果第一个参数没写则默认为0开始
'''

运行结果:

abc

示例三：

1 2	name = 'abcdef' print(name[3:5]) # 取下标为3、4 的字符

运行结果：

de

示例四：

1 2	name = 'abcdef' print(name[2:]) # 取下标为2开始到最后的字符

运行结果:

cdef

示例五：

1 2	name = 'abcdef' print(name[1:-1]) # 取下标为1开始到右侧最后一个字符之前的所有字符

运行结果：

bcde

示例六：

name = 'abcdef'
print(name[1:5:2])

'''
步长为2表示间隔1个值取一次
'''

运行结果：

bd

示例七：

name = 'abcdef'
print(name[5:1:-1])

'''
5: 起始位置
1: 结束位置 （不包含）
-1: 步长，表示从右往左取值
'''

运行结果：

fedc

示例八：

name = 'abcdef'
print(name[5:1:-2])

'''
5: 起始位置
1: 结束位置 （不包含）
-2: 步长，表示从右往左取值并间隔一个值
'''

运行结果：

fd

示例九：

name = 'abcdef'
print(name[::1])

'''
起始位置: 未设置
结束位置:	未设置
1: 步长

表示从最左边取值到最右边(包含最右边)
'''

运行结果：

abcdef

示例十：

1 2	name = 'abcdef' print(name[::])

运行结果：

abcdef

说明：

开始位置、结束位置都未指定，且步长也未指定那么步长用默认的1，则此时从最左取到最右

示例十一：

1 2	name = 'abcdef' print(name[::-1])

运行结果：

fedcba

说明：

开始位置、结束位置都未指定，步长为-1，此时从最右取到最左

示例十二：

1 2	name = 'abcdef' print(name[::-2])

运行结果：

fdb

说明

开始、结束位置都未指定，且步长是-2，那么就意味着从右侧往左取数据，且步长为2（即隔一个取一个）

练习

给定一个字符串变量s，请反转字符串：

s = 'Hello World!'
print(s[4])
print(s)
print(s[:]) # 取出所有元素（没有起始位和结束位之分），默认步长为1
print(s[1:]) # 从下标为1开始，取出 后面所有的元素（没有结束位）
print(s[:5])  # 从起始位置开始，取到 下标为5的前一个元素（不包括结束位本身）
print(s[:-1]) # 从起始位置开始，取到 倒数第一个元素（不包括结束位本身）
print(s[-4:-1]) # 从倒数第4个元素开始，取到 倒数第1个元素（不包括结束位本身）
print(s[1:5:2]) # 从下标为1开始，取到下标为5的前一个元素，步长为2（不包括结束位本身）
# python 字符串快速逆序
print(s[::-1])  # 从后向前，按步长为1进行取值

总结

切片使用规则中，要么一个冒号[开始位置:结束位置]，要么两个冒号[开始位置:结束位置:步长]
不写步长时，默认为1
步长为正数，表示从左向右取数据
步长为负数，表示从右向左取数据
当开始位置、结束位置都没有设定时，要看步长，如果步长为正数此时开始位置理解为最左，结束位置为最右，如果步长为负数此时开始位置理解为最右，结束位置为最左

4.3 字符串常见操作

find 方法

检测str是否包含在 my_str中，如果是返回开始的索引值，否则返回-1

1	my_str.find(str, start=0, end=len(my_str))

In [2]: my_str = "welcome to www.dgut.edu.cn"

In [3]: my_str.find("to")
Out[3]: 8

说明：

上述运行中数值8表示"to"这个字符串在原字符串的开始下标值是8

count 方法

返回 str在start和end之间在 my_str里面出现的次数

1	my_str.count(str, start=0, end=len(my_str))

In [2]: my_str = "welcome to www.dgut.edu.cn"

In [3]: my_str.count("w")
Out[3]: 4

replace 方法

把 my_str 中的 str1 替换成 str2,如果 count 指定，则替换不超过 count 次

1	my_str.replace(str1, str2, count)

In [2]: my_str = "welcome to www.dgut.edu.cn"

In [3]: my_str.replace('w', 'W', 1)
Out[3]: 'Welcome to www.dgut.edu.cn'

split 方法

以 str 为分隔符切片 my_str，如果 maxsplit有指定值，则仅分隔 maxsplit 个子字符串

1	my_str.split(str=" ", maxsplit)

In [1]: my_str = "welcome to www.dgut.edu.cn"

In [2]: my_str.split(" ")
Out[2]: ['welcome', 'to', 'www.dgut.edu.cn']

In [3]: my_str.split(" ", 1)
Out[3]: ['welcome', 'to www.dgut.edu.cn']

In [4]:

lower 方法

转换 my_str 中所有大写字符为小写

1	my_str.lower()

In [8]: my_str = "WELCOME to www.dgut.edu.cn"

In [9]: my_str.lower()
Out[9]: 'welcome to www.dgut.edu.cn'

upper 方法

转换 my_str 中所有小写字母为大写

1	my_str.upper()

In [10]: my_str = "welcome to www.dgut.edu.cn"

In [11]: my_str.upper()
Out[11]: 'WELCOME TO WWW.DGUT.EDU.CN'

strip 方法

删除字符串两端的空白字符

In [12]: my_str = "   welcome to www.dgut.edu.cn   "

In [13]: my_str.strip()
Out[13]: 'welcome to www.dgut.edu.cn'

splitlines 方法

按照行分隔，返回一个包含各行作为元素的列表

1	my_str.splitlines()

In [16]: my_str = """welcome to www.dgut.edu.cn
    ...: thank you
    ...: good good study day day up
    ...: """

In [17]: my_str.splitlines()
Out[17]: ['welcome to www.dgut.edu.cn', 'thank you', 'good good study day day up']

format 方法

返回字符串str的一种排版格式

format()方法的基本使用
- 字符串format()方法的基本使用格式如下：str.format(逗号分隔的参数)

1 2	print("{}：计算机{}的CPU占用率为{}%。".format("2024-11-12","PYTHON", 10)) print("{1}：计算机{0}的CPU占用率为{2}%。".format("PYTHON","2024-11-12",10))

输出为

1	2021-04-22：计算机PYTHON的CPU占用率为10%。

样式如下：{<参数序号>：<格式控制标记>}
- <填充>：用于填充的单个字符
- <对齐>：<左对齐；>右对齐；^居中对齐
- <宽度>：槽的设定输出宽度
- < ，>：数字的千位分隔符
- <精度>：浮点数小数部分的精度或字符串的最大输出长度
- <类型>：整数类型b, c, d, o, x, X；浮点数类型e, E, f, %

PI = 3.14159
r = 2
print("当圆半径为{0:>2d}时，圆周长为{1:.2f}".format(r, 2*PI*r))
# 如果format()里参数已经按照顺序排列，也可以忽略冒号前方数字，写成
# print("当圆半径为{:>2d}时，圆周长为{:.2f}".format(r, 2*PI*r))

输出为

1	当圆半径为 2时，圆周长为12.57

最新的 f 表达式写法

1
2
3

PI = 3.14159
r = 2
print(f"当圆半径为{r:>2d}时，圆周长为{2*PI*r:.2f}")

说明

关于字符串的常见操作上面只列举了一些，其实还有很多，但各位同学们要注意

不要背，理解即可
忘记没关系，可以查阅资料
学会怎么用，什么时候用什么这是关键点

4.4 列表

引入

通过前面学习的字符串我们可以实现用它存储一串信息，例如一个人的名字 "小明"，那么如何存储咱们班所有同学的名字呢？

定义100个变量，每个变量存放一个学生的姓名可行吗？有更好的办法吗？

答：列表

定义

定义列表的方式是[]

如下：用列表存储了3个学生的姓名

1	stu_names = ['张三', '李四', '王五']

如下：用列表存储了5个分数

1	scores = [100, 99, 100, 95, 90]

基本使用

下标

列表中存储的多个数据，我们可以对这些数据任意的使用

方式是：通过下标可以实现定位，然后就可以用这个数据

例如：

stu_names = ['张三', '李四', '王五']
print(stu_names[0])  # 此时只输出张三
stu_names[0] = "小明"
print(stu_names[0])  # 此时只输出小明

注意：下标依然是从0开始使用

切片

切片具体的知识我们已经学习过了，在列表也是支持切片操作的

1 2	stu_names = ['张三', '李四', '王五'] stu_names[1:3] # 此时得到一个新列表 [李四', '王五']

列表逆序：

1 2	stu_names = ['张三', '李四', '王五'] stu_names = [::-1] # 得到一个新列表['王五', '李四', '张三']

遍历

所谓列表遍历，就是指将列表中的所有的数据依次获取打印

方式一：使用for循环 (首选)

1
2
3

stu_names = ['张三', '李四', '王五']
for name in stu_names:
    print(name)

运行结果：

1
2
3

张三
李四
王五

方式二：使用while循环

stu_names = ['张三', '李四', '王五']
length = len(stu_names)
i = 0
while i < length:
    print(stu_names[i])
    i += 1

运行结果：

1
2
3

张三
李四
王五

注意点

学习其他编程语言的同学，此时能够看到Python中的列表与C语言、C++语言、Java中的数组很类似

相同点：列表和数组都能实现多个数据的存储

不同点：列表可以存储不同类型的数据，而数组只能存储相同数据类型。

如下代码，完成了一个列表存储了多个信息

1	student = ["小明", "广东省东莞市", 18, 176.5] # 18为年龄，176.5为身高

技巧：虽然Python中的列表可以存储多个不同的数据类型，但一般情况下我们很少这么做，而是把数据类型相同的数据放到一个列表，这样操作时会更加方便，否则就会出现一会整数，一会字符串很容易出错

如果真的需要存储多个数据，例如一个人的信息由多个组成，此时一般用Python中的字典来进行存储

4.5 列表的相关操作

列表，最大的特点能够存储多个数据，一般情况下我们需要对这个列表进行数据的增删改查，详细功能如下

数据增加（append、extend、insert）

append 方法

通过append可以向列表添加元素

格式：

1	列表.append(新元素数据)

示例：

# 定义列个表存储3个学生的姓名
stu_names = ['张三','李四','王五']
print("-----添加之前，列表的数据-----")
for name in stu_names:
    print(name)

# 提示、并添加元素
temp = input('请输入要添加的学生姓名:')
stu_names.append(temp)

print("-----添加之后，列表的数据-----")
for name in stu_names:
    print(name)

extend 方法

通过extend可以将另一个列表中的元素逐一添加到列表中

格式：

1	列表.extend(另外一个列表)

示例：

>>> a = [1, 2]
>>> b = [3, 4]
>>> a.append(b)
>>> a
[1, 2, [3, 4]]
>>> a.extend(b)
>>> a
[1, 2, [3, 4], 3, 4]

insert 方法

insert(index, object)在指定位置index（索引，理解为下标即可）前插入元素object

>>> a = [0, 1, 2]
>>> a.insert(1, 3)
>>> a
[0, 3, 1, 2]

数据修改

修改元素的时候，要通过下标来确定要修改的是哪个元素，然后才能进行修改

格式：

1	列表[下标] = 新数据

示例：

# 定义列个表存储3个学生的姓名
stu_names = ['张三', '李四', '王五']
print("-----修改之前，列表的数据-----")
for name in stu_names:
    print(name)

# 修改元素
stu_names[1] = '赵六'
print("-----修改之后，列表的数据-----")
for name in stu_names:
    print(name)

数据查询（in、not in、count）

所谓的查找，就是看看指定的元素是否存在

in、not in 查询列表中的元素是否存在

查找的常用方法为：

in（存在），如果存在那么结果为true，否则为false
not in（不存在），如果不存在那么结果为true，否则false

in格式：

数据 in 列表

not in 格式：

1	数据 not in 列表

示例：

# 待查找的列表
stu_names = ['张三','李四','王五']

# 获取用户要查找的名字
find_name = input('请输入要查找的姓名:')

# 查找是否存在
if find_name in stu_names:
    print('找到了名字')
else:
    print('没有找到')

count 查询元素个数

格式：

1	列表.count("要查询的数据") # 结果就是找到的数据的个数

In [5]: nums = [1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3]

In [6]: nums.count(1)  # 查找的数据1 一共有2个，所以结果为2
Out[6]: 2

In [7]: nums.count(9)  # 没有找到数据9 所以结果为0
Out[7]: 0

数据删除（del、pop、remove）

列表元素的常用删除方法有：

del：根据下标进行删除
pop：删除最后一个元素，也可以在pop后接下标进行删除
remove：根据元素的值进行删除

del

movie_names = ['加勒比海盗', '骇客帝国', '第一滴血', '指环王', '霍比特人', '速度与激情']

print('------删除之前------')
for name in movie_names:
    print(name)

del movie_names[2]  # 这里根据下标进行删除

print('------删除之后------')
for name in movie_names:
    print(name)

pop

movie_names = ['加勒比海盗', '骇客帝国', '第一滴血', '指环王', '霍比特人', '速度与激情']

print('------删除之前------')
for name in movie_names:
    print(name)

movie_names.pop()  # 删除最后1个

print('------删除之后------')
for name in movie_names:
    print(name)

remove

movie_names = ['加勒比海盗', '骇客帝国', '第一滴血', '指环王', '霍比特人', '速度与激情']

print('------删除之前------')
for name in movie_names:
    print(name)

movie_names.remove('指环王')  # 删除指定的数据

print('------删除之后------')
for name in movie_names:
    print(name)

数据排序（sort、reverse）

sort

sort方法是将列表按特定顺序重新排列，默认为由小到大，参数reverse=True可改为倒序，由大到小。

>>> a = [1, 4, 2, 3]
>>> a.sort()
>>> a
[1, 2, 3, 4]
>>> a.sort(reverse=True)
>>> a
[4, 3, 2, 1]

reverse

reverse方法是将列表倒叙

>>> a = [1, 4, 2, 3]
>>> a
[1, 4, 2, 3]
>>> a.reverse()
>>> a
[3, 2, 4, 1]

4.6 列表嵌套

什么是列表嵌套

类似while循环的嵌套，列表也是支持嵌套的

一个列表中的元素又是一个列表，那么这就是列表的嵌套

school_names = [
    ['北京大学', '清华大学'],
    ['南开大学', '天津大学', '天津师范大学'],
    ['山东大学', '中国海洋大学']
]

应用

一个学校，有3个办公室，现在有8位老师等待工位的分配，请编写程序，完成随机的分配

import random

# 定义一个列表用来保存3个办公室
offices = [[], [], []]

# 定义一个列表用来存储8位老师的名字
names = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H']

# 遍历所有的老师，随机安排到0、1、2号办公室
for name in names:
    random_num = random.randint(0, 2)
    offices[random_num].append(name)

i = 1
for office_names in offices:
    print('办公室%d的人数为:%d' % (i, len(office_names)))
    i += 1
    for name in office_names:
        print("%s" % name, end=' ')
    print("\n")
    print("-" * 20)

运行结果如下: (因为是随机所以每次运行结果都可以不同)

办公室1的人数为:1
G 

--------------------
办公室2的人数为:2
A B 

--------------------
办公室3的人数为:5
C D E F H